Pelletsproduktion integrerat med ett värmekraftverk
Ekonomisk och teknisk utvärdering
Under de senaste årtiondena har efterfrågan av pellets ökat. Produktion av pellets är en energikrävande process där torkning av sågspån är den del som kräver mest energi. Därför behövs, av ekonomiska och miljömässiga skäl, att energieffektiva lösningar skapas. I denna rapport studeras en möjlig effektiviserad energianvändning genom att ett befintligt värmekraftverk integreras med en anläggning för produktion av pellets. Värme till torkningen av sågspån tas i form av ånga och rökgaser ifrån Åmotfors energis värmekraftverk. Fyra olika torktekniker av sågspån studeras där antingen luft eller ånga används som torkmedium. Två av de studerade fallen är ångtorkar, den ena använder värme i form av ånga vid 24 bars övertryck och den andra använder ånga vid 6 bars övertryck. Den tork som använder luft som torkmedium är en bäddtork. Ånga vid atmosfärstryck och rökgaser används för att värma upp uteluft till torken. Den fjärde torken är anpassad för att ge hög pelletsproduktion samtidigt som den är anpassad till de befintliga ångflöden som finns i värmekraftverket. Den använder både en bäddtork och en ångtork till torkning av sågspån. Målet med rapporten är att öka förståelsen kring tekniska begränsningar och möjligheter för olika torktekniker samt att avgöra vilken av de fyra studerade torktekniksfallen som är lämpligast vid en integrering. Resultaten tas fram med hänsyn till fyra faktorer: pellets-produktion, elproduktion, integrering och dimensionering av tork samt ekonomi. Där tyngdpunkten ligger på pelletsproduktionen i form av mängd tillverkad pellets per år och elproduktion i form av förändrad elproduktion per år efter integreringen. Dimensionering av tork används för att visa på vilka integreringar som kräver störst värmeväxlingsyta samt används till resultat och diskussion för ekonomi. Den ekonomiska utvärderingen avser att ge en fingervisning på vilken integrering som får högst/lägst investeringskostnad samt vilken som får kortast/längst återbetalningstid. Resultaten visar på att ångtorken med 24 bars värmeånga gav den högsta pellets-produktionen på nästan 250 000 ton/år, den kombinerade bädd och ångtorken fick näst högst pelletsproduktion på drygt 180 000 ton/år. Lägst pelletsproduktion fick bäddtorken. Alla integreringar med en ångtork gav en minskad elproduktion, medan fallet med en bäddtork gav en ökad elproduktion. Störst minskning i elproduktion gav ångtorken med värmeånga på 24 bar. Ekonomiskt var bäddtorken den integrering som hade lägst investeringskostnad men näst högst återbetalningstid på 5,7 år. Ångtorken med värmeånga på 24 bar hade den högsta investeringskostnaden men kortast återbetalningstid på 3,7 år. Beräkningarna på pelletsproduktionen visar på stora skillnader beroende på ifall det är en ångtork eller bäddtork som integreras. Ångtorkarna ger en hög pelletsproduktion och två av fallen ger en pelletsproduktion som skulle vara den högsta i Sverige. För elproduktionen blir resultaten de motsatta där ångtorkarna ger en minskad elproduktion och bäddtorken en ökad. Ångtorken med 6 bars övertryck och den kombinerade ång- och bäddtorken får den största minskningen i elproduktion då elproduktionen från lågtrycksturbinen helt försvinner. Beräkningar på torkarnas värmeväxlingsytor gav ett underlag för vidare beräkningar och diskussion kring ekonomi men än viktigare gav det en fördjupad förståelse i torkarnas uppbyggnad och teknik. De ekonomiska beräkningarna tar inte hänsyn till vissa faktorer så som ombyggnationer i det befintliga värmekraftverket samt kostnader för lager och värmeväxlare. Dessa faktorer tillsammans med att ekonomiekvationerna på ångtorkarna inte är helt anpassade till denna rapport gör att de är skapade för att användas som fingervisningar på ungefärliga skillnader i kostnader. Beroende på vilket faktor (pelletsproduktion, elproduktion, integrering eller ekonomi) som anses vara viktigast blir valet av fall olika. Ifall en hög pelletsproduktion anses vara av störst värde skall ångtorken med 24 bar övertryck eller den kombinerade bädd och ångtorken väljas. Om däremot elproduktionen värderas högst bör bäddtorken väljas, den är även det fall som kräver minst ombyggnationer av det befintliga värmekraftverket vid en integrering. Ekonomiskt så har bäddtorken den lägsta investeringskostnaden medan de två fall med högst pelletsproduktion ger den kortaste återbetalningstiden.